مدلسازی ترمودینامیکی سیکل های هیبریدی SOFC/GT/CHP با هدف جذب دی اکسید کربن همراه با نمونه مطالعاتی یک مگاواتی

در این تحقیق با رویکرد توسعه پایدار، سه سیکل تولید همزمان توان و حرارت (CHP) پیل سوختی اکسید جامد/توربین گازی (GT/SOFC) با استفاده از فناوری های مختلف جذب دی اکسید کربن مورد بررسی و تحلیل های ترمودینامیکی قرار گرفته است. در ابتدا با معرفی سیکل های پیشنهادی و ارائه روش مدل سازی، سیکل ها با توسعه یک مدل صفر بعدی و با استفاده از کدنویسی در محیط نرم افزار EES مدلسازی شده و معادلات بالانس جرمی، انرژی و الکتروشیمی بصورت همزمان حل شده اند. سپس با معرفی شاخص های بازده الکتریکی و کل سیستم، تحلیل های ترمودینامیکی بر روی سیکل ها انجام گرفته است. و در نهایت با مقایسه شاخص های مهم انرژی و زیست محیطی، فناوری مناسب تر شناسایی شده است. نتایج حاصله نشان می دهد در محدوده توان یک مگاوات، در بین سه سیکل مورد بررسی، فناوری غشای تبادل یونی (ITM) دارای مزیت های اساسی در تولید توان و حرارت بوده بطوریکه در سوخت ورودی برابر، میزان توان الکتریکی خروجی این سیکل بترتیب ۱۳/۵ و ۷/۸% بیش از سیکل های راکتور غشایی دگرگون کننده (WGSMR) و احتراق اکسیژنی خروجی آند (OAC) می باشد. مقدار بازده کلی این سیکل به ترتیب ۶/۳% و ۱۱/۷% بیش از سیکل های WGSMR و OAC می باشد. همچنین سیکل ITM با تولید ویژه دی اکسید کربن به میزان ۲۶۵/۴۱g/kWh در قیاس با سیکل های معمول، جذابیت بیشتری بلحاظ زیست محیطی دارد.

Keywords:

جذب دی اکسید کربن , OAC , WGSMR , ITM , EES , SOFC/GT/CHP